高性能沥青路面SUPERPAVE在美国-应用状况

1、高性能沥青路面SUPERPAVE在美国-应用状况            摘要：我国在建高速公路已开始推广美国高性能（SUPERPAVE）沥青路面，苏嘉杭高速公路率先在全线沥青路面三层结构上使用这一技术。这种路面结构形式出现时间相对较短，国外、国内经验相对缺乏。本文参考了SUPERPAVE在美国施工中的一些难点、焦点问题，并结合苏嘉杭高速公路SUPERPAVE路面的实践，对一些问题进行了分析。 关键词：高性能沥青路面SUPERPAVE施工路用性能  1前言SUPERP

2、AVE是美国耗资1.5亿美元的战略公路研究计划（SHRP）的重大组成部分之一，耗资约5000万美元。1992年SHRP计划结束后，在美国联邦公路局（FHWA）的大力推广下，美国大部分州已开始修建SUPERPAVE路面，1996年新建SUPERPAVE工程项目93个，1997年316个，2000年达3900个。2000年一年生产沥青混合料13400万吨，占沥青混合料总量的62；2001年采用SUPERPAVE方法施工的沥青混合料占总量的82。在SUPERPAVE的推广过程中，相关的争论一直很多。为此美国联邦公路局（FHWA）联合美国国家沥青路面协会（NAPA），组织专家组编写了SUPERPAVE

3、施工技术指南，在NAPASR180报告中发表。随后NAPA联合SAPA（美国各州沥青路面协会）针对原材料、混合料设计、拌和、摊铺、碾压、质量控制六个方面组织了一次全国调查，而这也正是我们国内推广SUPERPAVE常常遇到的、争议较多的问题，本文就这几方面分别进行论述。2原材料2.1沥青美国大部分混合料生产商认为沥青的PG等级可控制在公路局规范范围之内。有40的SUPER-PAVE混合料使用了改性沥青，这一比例要高于传统的马歇尔混合料设计法。这主是基于"保险"的考虑，承包商们都希望随着SUPERPAVE的推广，使用改性沥青的比例能够逐渐降下来。所用的SUPERPAVE混合料相

4、对于马歇尔混合料来说，25的承包商使用沥青含量较多，增幅达0.51。而40使用沥青含量较少，减少量一般小于0.5。另外35所用SUPERPAVE混合料的沥青含量与马歇尔混合料基本相同。有40的SUPERPAVE混合料中使用了抗剥落剂，其中使用液体抗剥落剂和石灰处理的各占一半。2.2集料在美国，95的承包商反映传统的石料可以满足SUPERPAVE要求，但要求水洗、保持洁净，还要使用较多的机制砂。而且用传统轧石设备完全可以生产出合格的SUPERPAVE的集料。但80的承包商认为SUPERPAVE配合比级配比马歇尔配合比级配粗，且有80的设计级配曲线位于限制区下方；60的承包商感觉SUPERPAVE

5、混合料级配曲线很容易满足限制区的要求，这就表明还有40存在着一些问题，主要是不能满足VMA的要求。试验发现，混合料设计沿限制区上侧通过时更易满足VMA的要求，这种混合料和易性较好，容易施工；70的SUPERPAVE级配曲线不允许穿过限制区，而另外30允许穿过限制区，但要求混合料必须满足一些附加性能试验要求，如车辙试验等；80的SUPERPAVE混合料没有使用回收沥青混合料（RAP），但一般的观点是随着SUPERPAVE混合料设计、施工水平的提高，混合料生产可以逐渐使用RAP。3混合料的设计表1为美国SUPERPAVE各种结构形式所用的比例。由此可见，在美国使用最多的混合料是SUPER-PAVE

6、12.5和SUPERPAVE19。60的SUPERPAVE混合料均用于表面层处治或罩面，这和美国现在路面施工以养护为主有关。在美国已建的SUPERPAVE项目中，有70的SU-PERPAVE混合料是由承包商自己设计的。几乎所有的承包商均反映SUPERPAVE旋转压实仪（SGC）性能良好，80的沥青路面工程公司至少拥有一台SGC。SUPERPAVE混合料设计要求有4小时的烘箱加热过程，但仅有10的承包商做到了这一点，其它加热时间从30分钟到2小时不尽相同，而50的承包商在生产过程中并未做混合料的老化试验。几乎一半的承包商认为为了使SUPERPAVE满足混合料体积特性设计指标颇费周折。主要问题是空

7、隙率较低、偏差较大。解决这个问题可以采取这样的措施：为了满足VMA的要求及避开限制区，级配曲线在4.75MM以上应位于最大密度线的上方，然后穿过最大密度线，从限制区下方走。4混合料的拌和美国70的SUPERPAVE混合料采用间歇式拌和楼拌和，配有布袋式贮存器，每小时产量介于250350吨，这与生产传统的马歇尔混合料相差不大。为了满足级配的要求，60的SUPERPAVE混合料增加了冷料仓，一般采用68个冷料仓。50的SUPERPAVE混合料温度较传统增加了58，这可能是由于使用了改性沥青或混合料较硬。美国对于SUPERPAVE混合料的拌时间没有作任何的变动要求。生产SUPERPAVE混合料对沥青

8、拌和厂并没有特别的要求。但对级配控制、细料数量及类型、沥青的储存、布袋式储存器等细节要求更严格。5混合料的运输、摊铺和碾压据调查，美国SUPERPAVE混合料的运输、摊铺与传统马歇尔混合料没有任何差别。85的SUPERPAVE混合料在摊铺方面没有出现问题，但实践表明良好的摊铺作业对于路面施工质量是非常关键的。SUPERPAVE混合料施工的焦点问题是SUPERPAVE混合料的碾压。50的SUPERPAVE施工需要额外的压实功，而60的SUPERPAVE工程增加了压实机具（最多的增加了3台）。在选择压路机类型上与过去没有差别，但有30的SUPERPAVE工程中已不再使用轮胎压路机。所有工程的沥青碾压温度都是由沥青供应商向工程承包商提供的。一些承包商认为应通过某种试验来确定现场碾压温度。三分之二的SUPERPAVE工程遇到了混合料的软化现象，这是因为SUPERPAVE特有的温度禁区所造成的。70的SUPERPAVE工程较难达到特定的密实度，原因是粗集料含量增多和层厚增加。SUPERPAVE混合料层厚增加是因为设计所用的是最大公称尺寸，而不是传统设计使用的集料最大尺寸，相同的层厚与最大颗粒比需要更大的层厚，这一变化造成了集料尺寸和层厚之间的不同关系。当路面结构层厚度相同时，混合料越粗，集料尺寸越大，越难获得良好的密实度。尽管有一些困难，但仍有85的